Dynamische Veränderungen des strukturellen und funktionellen Hirn-Konnektoms bei Patientinnen mit Anorexia Nervosa (Revision)

• Antragsteller: Professor Stefan Ehrlich, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Klinische Psychiatrie, Psychotherapie und Kinder- und Jugendspychiatrie ; Biologische Psychiatrie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 320247098

Anorexia nervosa (AN) ist eine lebensbedrohliche Essstörung, die durch ein erhebliches Untergewicht gekennzeichnet ist. Bei Patientinnen mit akuter AN (acAN) konnten wir mittels struktureller Magnetresonanztomographie (sMRT) massive, aber schnell reversible Reduktionen der grauen Hirnsubstanz (GM) bestätigen. Diese Prozesse, die mit drastischen hormonellen und metabolischen Veränderungen einhergehen, sind ungewöhnlich dynamisch. Deshalb kann AN als Modellerkrankung dienen, um Veränderungen der strukturellen und funktionellen neuronalen Verbindungen (sog. Konnektom) zu studieren. Die Ergebnisse könnten helfen Erkenntnisse über basale neuronale Mechanismen zu erlangen und diese komplexe Erkrankung besser zu verstehen.Die Ursachen für die o.g. (pseudo-)atrophischen Veränderungen sind nicht bekannt. Es ist z.B. unklar, inwieweit GM-Atrophie mit Veränderungen der weißen Hirnsubstanz (WM), des funktionellen Hirn-Konnektoms (Korrelationen zwischen regionalen Signalfluktuationen, gemessen mittels funktioneller MRT (fMRT)) sowie typischen kognitiven Einschränkungen, klinischen Symptomen und der Gewichtszunahme in Zusammenhang steht. Ziele des vorliegenden Antrages sind (1) die spezifischen Muster der strukturellen Hirnveränderungen, insbesondere der Integrität und Konnektivität der WM bei acAN mittels sMRT, diffusionsgewichteter MRT (DTI) und moderner netzwerktheoretischer Analysemethoden zu untersuchen. Durch ein longitudinales Studiendesign sollen Geschwindigkeit und Vollständigkeit der Normalisierung bestimmt werden. Ein weiteres Ziel (2) ist die Charakterisierung von Veränderungen des statischen und dynamischen funktionellen Konnektoms (bzw. Chronnectomes) mittels zeitlich hochaufgelöster fMRT Sequenzen im Ruhezustand. Das wichtigste Ziel (3) ist ein Verständnis der Mechanismen und Wechselbeziehungen der Veränderungen des strukturellen und funktionellen Konnektoms in den verschiedenen Stadien der AN zu erlangen. Zusätzlich zu DTI nutzen wir deshalb auch myelin-sensitive quantitative MR Sequenzen und modalitätsübergreifende Auswertungsansätze, um Zusammenhänge zwischen GM- und WM-Konnektivität und Myelin-Gehalt direkt zu analysieren. Assoziationen zwischen Veränderungen des strukturellen Konnektoms bzw. lokaler fMRT-Frequenzmuster mit funktioneller Konnektivität und der Einfluss sich verändernder hormoneller Faktoren werden ebenfalls untersucht. Moderne bioinformatische Modellierung soll multivariate Wechselbeziehungen zwischen Konnektom und Endokrinium aufdecken und Prädiktoren für Gewichtszunahme und Verbesserung der kognitiven Funktionen identifizieren. Die Erforschung der zugrundeliegenden Mechanismen des sich in Abhängigkeit vom Ernährungszustand verändernden strukturellen und funktionellen Konnektoms, wird entscheidend zu einem besseren grundlegenden Verständnis der neuronalen Anpassungsvorgänge an drastische Umwelteinflüsse beitragen. Gleichzeitig ergeben sich möglicherweise neue Ansatzpunkte für die Entwicklung neuer Therapiemethoden bei AN.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen